[發明專利]一種從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態肥的方法

無效

• 申請號: 201010205517.6
• 申請日: 2010-06-22
• 公開（公告）號: CN101905994A
• 公開（公告）日: 2010-12-08
• 發明（設計）人: 朱英;王兆光;李靜;劉秀玉;劉豐
• 申請（專利權）人: 山東省科學院新材料研究所
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/04;C02F11/14;C02F11/06;C05F11/02
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

技術領域

本發明涉及污水廠污泥處理處置技術，屬于固體廢物處理技術領域。

背景技術

隨著我國城市污水處理率的提高，污泥產量逐漸增多，伴生而來的污泥無害化問題日益嚴重，許多污泥未經處理或者經過簡單減量處理后隨意堆放，遠遠達不到衛生填埋標準；這樣就嚴重得削弱了污水處理得凈化作用，給環境造成了嚴重得二次污染。因為污水中很多污染物會進入污泥，如果一個城鎮污水處理廠污泥的處理處置不當，不僅不能充分發揮消除污染、保護環境的作用，反而會大大弱化污水凈化的功能，污泥不處理就等于污水廠一半的功能被浪費了。因污泥引發的二次污染及生態環境矛盾頻頻暴發，建立和完善城鎮污泥處理政策規章體系及配套機制，加快推進城鎮污水、污泥同步治理刻不容緩。污泥的主要處理處置方法有填埋、堆肥、焚燒等，但成本往往很高，主要原因是污泥內的水分含量通常較高，污泥的這種高含水率使得通過機械的方式大幅降低水分變得非常艱難，目前比較好的方法就是采用熱處理。然而，盡管這種方法效果不錯，但是往往非常耗能，在當前能源價格大幅上漲的情況，費用已成了污泥處理企業不得不面對的一個大問題，在當前情況下，許多企業都不堪重負。

腐殖酸是污泥顆粒結構的重要組成部分。腐殖酸目前主要從泥炭、褐煤、風化煤等中提取。相對于商品腐殖酸，污泥腐殖酸含有的有機物種類更多，脂肪類物質和氮化合物含量更高，氧化度更低，但兩者對植物的生長促進作用沒有明顯差異。污泥好氧堆肥具有操作較簡單，處理成本較低，便于土地利用等特點；但是，堆肥二次發酵時間長，產品肥效低，長期施用引起土壤重金屬污染，因此要提升污泥肥料品質。污泥中含有大量的有機質，從污泥中提取腐殖酸，用于生產液態肥，不僅可以節約煤炭等不可再生資源，而且可以提高污泥肥料品質，擴大污泥資源化產品市場。污泥中含有大量的氮、磷、鉀及多種微量元素等，都有利于植物的生長。

發明內容

本發明的目的是克服現有的污泥處理方式的不足，提供一種部分改變污泥內部結構，有利于污泥脫水干化，從污泥中提取富含微量元素的腐殖酸液態肥的方法。

為了達到上述目的，本發明采用如下工藝：

(1)在污泥(含水率為75～85％(wt/wt)，有機質含量大于50％(wt/wt))中加入硝酸，攪拌3小時后離心，收集提取液E1，所述硝酸的濃度0.4～0.6mol/L，加入量為0.1～0.3L/kg污泥，優選為硝酸的濃度為0.5mol/L，加入量為0.2L/kg污泥；

(2)將步驟(1)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后離心，收集提取液記為E2，所述氫氧化鈉的濃度0.1～0.3mol/L，加入量0.8～1.2L/kg污泥，優選為所述氫氧化鈉的濃度0.1mol/L，加入量1L/kg污泥；

(3)將步驟(2)剩余沉淀物中加入氫氧化鈉，攪拌提取6小時后進行高壓機械脫水，收集提取液記為E3，所述氫氧化鈉的濃度0.1～0.3mol/L，加入量0.8～1.2L/kg污泥，優選為所述氫氧化鈉的濃度0.1mol/L，加入量1L/kg污泥；

(4)將步驟(1)所得E1和步驟(2)所得E2混合，混合液經濃縮即為腐殖酸液態肥。

本發明所述離心機轉速優選為4000轉/分鐘；所述高壓機械脫水的壓力優選為2MPa。本發明提取液E3可以回用作為下一批污泥的氫氧化鈉提取劑。該方法不僅完成了污泥進一步的脫水干化過程，將污泥含水率從80％左右降到40％以下，而且可有效的提取污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的營養成分。

本發明的主要原理為：通過在污泥中添加硝酸，氧化污泥中部分物質，氫氧化鈉用于提取污泥中的腐殖類物質。同時硝酸和氫氧化鈉能夠改變污泥的結構，內部水和間隙水容易釋放，從而有利于污泥進一步脫水干化。

本發明取得的有益效果是：

(1)該方法可有效的提取污泥中的腐殖酸、微量元素等植物所需要的營養成分(直接提取物中腐殖酸含量大于2％、微量元素的含量大于1.5％)。腐殖酸是高分子復合有機膠體，在其各單元結構上帶有一個或多個活性基團，其主要的活性基團是羧基、酚羥基和醌基。它們被植物吸收后，可促進植物體內多酚氧化酶的活性，從而促進作物的新陳代謝和醣類及干物質的積累。對谷物和薯類作物噴灑腐殖酸鈉后，能顯著降低空殼率，提高作物的產量。腐殖酸活性基團還有改善土壤物理性質的作用。

(2)能夠明顯降低污泥的含水率，將污泥的含水率從80％左右降到40％以下，減量化效果顯著，且與其它脫水干化技術相比，成本較低。